Examensarbete (del 2)
Avancerad nivå
Naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet genom
undersökande arbetssätt – lärares perspektiv
En kvalitativ intervjustudie om lärares syn på
begreppsförtrogenhet och hur elever kan erhålla
begreppsförtrogenhet genom undersökande arbete
Författare: Emma Östberg Handledare: Jörgen Dimenäs Examinator: Susanne Römsing
Ämne: Pedagogiskt arbete, inriktning NO-teknik Kurskod: PG3063
Poäng: 15 hp
Examinationsdatum: 2020-02-26
Vid Högskolan Dalarna finns möjlighet att publicera examensarbetet i fulltext i DiVA. Publiceringen sker open access, vilket innebär att arbetet blir fritt tillgängligt att läsa och ladda ned på nätet. Därmed ökar spridningen och synligheten av examensarbetet.
Open access är på väg att bli norm för att sprida vetenskaplig information på nätet. Högskolan Dalarna rekommenderar såväl forskare som studenter att publicera sina arbeten open access.
Jag/vi medger publicering i fulltext (fritt tillgänglig på nätet, open access):
Abstract
Syftet med denna studie var att undersöka hur NO-lärare i årskurs 4-6 ser på naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet och hur de beskriver att de arbetar med undersökande arbetssätt för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för de naturvetenskapliga begreppen. Pragmatismen och det sociokulturella perspektivet på lärande ligger till grund för studien. För att söka svar på studiens frågeställningar har kvalitativa intervjuer med verksamma NO-lärare i årskurs 4-6 genomförts. Resultatet visar att lärare ser användande av begrepp, att kombinera arbetssätt och att koppla begrepp till erfarenheter som det viktigaste i undervisningen för att möjliggöra för elevers naturvetenskapliga begreppsförtrogenhet. Studien visar även att lärare arbetar med elevers erfarenheter av naturvetenskapliga fenomen, gör kopplingar till elevernas vardag och låter eleverna själva söka efter
begreppsförklaringar för att eleverna ska utveckla naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet.
Nyckelord
Innehållsförteckning
Inledning ... 1
Bakgrund ... 2
Koppling till skolans styrdokument ... 2
Begreppsförtrogenhet i styrdokumenten för NO-undervisningen ... 2
Undersökande arbetssätt i styrdokumenten för NO-undervisningen ... 2
Centrala begrepp ... 4
Begreppsförtrogenhet ... 4
Undersökande arbetssätt ... 4
Forskningsbakgrund ... 6
Naturvetenskapligt språk och lärande av naturvetenskapliga begrepp ... 6
Undersökande arbetssätt ... 8
Teoretiska perspektiv ... 9
Pragmatiskt lärande ... 9
Sociokulturellt lärande ... 10
Syfte och frågeställningar ... 11
Syfte ... 11
Frågeställningar ... 11
Metod ... 11
Val av metod ... 11
Kvalitativa intervjuer ... 11
Reliabilitet, validitet, objektivitet och generaliserbarhet ... 12
Reliabilitet ... 12
Validitet ... 13
Objektivitet och generaliserbarhet... 13
Etiska överväganden ... 13
Urval ... 14
Genomförande ... 14
Databearbetning och analysmetod ... 16
Resultat ... 16
Vad krävs för att utveckla förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp? ... 16
Frekvent användande av naturvetenskapliga begrepp ... 17
Kombination av arbetssätt ... 18
Koppla begrepp till erfarenhet ... 18
Begreppsförtrogenhet genom praktiska erfarenheter ... 19
Koppling till elevers vardag ... 20
Självständigt utforskande av begrepp... 21
Resultatsammanfattning ... 22
Begreppsförtrogenhet, vad krävs? ... 22
Hur får eleverna begreppsförtrogenhet genom undersökande arbete? ... 23
Diskussion ... 24
Metoddiskussion ... 24
Resultatdiskussion ... 25
Naturvetenskapligt språk som medierande verktyg ... 25
Begreppsförtrogenhet genom erfarenhet och vardag ... 26
Varierade undervisningsmetoder för naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet ... 27
Slutsatser ... 28
Vidare forskning ... 28
Referenslista ... 29 Bilaga 1 Informationsbrev
Bilaga 2 Intervjuguide
1
Inledning
”Naturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv” (Skolverket, 2018, s. 164, 174, 185). I kursplanerna för de naturorienterande ämnena (biologi, fysik och kemi) står det att undervisningen ska syfta till att utveckla kunskaper inom respektive ämne samt skapa ”nyfikenhet och intresse för att undersöka omvärlden” (Skolverket, 2018, s. 164, 174, 185). Genom att arbeta med ett undersökande arbetssätt ska elever utveckla förmåga att söka svar på frågor. Att eleverna ska utveckla förtrogenhet med begrepp tillhörande respektive ämne är också något som skrivs fram i kursplanerna. Skolverket (2012, s. 61) belyser dock problematiken i att det finns ett stort gap mellan den naturvetenskapliga undervisningen och elevernas vardag vilket leder till att eleverna inte kan se vilken betydelse naturvetenskapen har i det dagliga livet. Skolverket (2012, s. 93) uppmärksammar även att det inte går att arbeta under antagandet att det praktiska undersökande arbetet i sig leder till att eleverna blir förtrogna med naturvetenskapliga begrepp. Samtidigt visar tidigare forskning att när elever får möjlighet att genomföra undersökningar, diskutera dess resultat och använda sig av sina tidigare erfarenheter från vardagen, har de möjlighet att utveckla en djupare förståelse för naturvetenskapen och även bli mer förtrogna med naturvetenskapens begrepp (Nilsson, 2005, s. 68).
Under en period av verksamhetsförlagd utbildning fick jag möjlighet att under några veckor själv ansvara för undervisningen inom ett naturvetenskapligt område. I undervisningen utgick jag från NTA:s1 material vilket innebar att undersökningar av olika slag utgjorde en stor del av undervisningen. Eleverna visade som oftast ett stort intresse och engagemang inför det praktiska arbetet och i de diskussioner som fördes i klassrummet angående undersökningarna fanns en vilja att förklara, jämföra och resonera om olika resultat och slutsatser. I de diskussioner som fördes upplevde jag ofta att eleverna använde sig av ett mer vardagligt språk i sina förklaringar och jag reflekterade mycket kring hur undervisningen skulle kunna utformas för att erbjuda eleverna möjlighet att närma sig och skapa förståelse för det naturvetenskapliga språket samt sätta de naturvetenskapliga begreppen i ett sammanhang. Som blivande lärare finner jag det därmed intressant att undersöka hur lärare ser på naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet och hur ett undersökande arbetssätt kan användas för att eleverna ska tillägna sig förtrogenhet för de naturvetenskapliga begreppen.
1 NTA är ett skoltvecklingsprogram framtaget av Kungliga Vetenskapsakademin som lärare kan använda för att arbeta med syften och centralt innehåll från kursplanerna i de naturorienterande ämnena samt matematik. I programmet finns tillgång till materiel och lärarhandledning som gör att eleverna kan lära sig att arbeta genom ett vetenskapligt arbetssätt.
2
Bakgrund
I följande avsnitt kommer studiens koppling till skolans styrdokument, studiens centrala begrepp samt tidigare forskning som ligger till grund för arbetet att presenteras.
Koppling till skolans styrdokument
Under rubrikerna nedan redogörs för hur lärande av begrepp och undersökande arbete är kopplat till skolans styrdokument. Kursplaner och kommentarmaterial för årskurs 4-6 inom respektive naturorienterande ämne har använts för att synliggöra kopplingen mellan arbetets område och riktlinjerna för undervisning inom de naturorienterande ämnena.
Begreppsförtrogenhet i styrdokumenten för NO-undervisningen
I syftesbeskrivningen i kursplanerna för biologi, fysik och kemi står det att eleverna ska få möjlighet att bli förtrogna med biologins, fysikens och kemins begrepp, modeller och teorier. Undervisningen ska även syfta till att eleverna får möjlighet att utveckla förmåga att samtala om texter med naturvetenskapligt innehåll (Skolverket, 2018, s. 164, 174, 185). I kommentarmaterialen till samtliga kursplaner står det att när eleverna utvecklar förtrogenhet för biologins, fysikens och kemins begrepp kan de använda begreppen till att omarbeta och formulera nya frågeställningar. Förmågan att kunna resonera och värdera kring tolkningar av undersökningsresultat är också något som förbättras när eleverna utvecklar förtrogenhet med de naturvetenskapliga begreppen (Skolverket, 2017a, s. 8-9; 2017b, s. 8-9; 2017c, s. 8-9).
Även de långsiktiga målen, skrivna som förmågor eleverna ska utveckla, berör användandet av begrepp inom de olika ämnena. Eleverna ska få förutsättningar att utveckla förmågan att använda biologins, fysikens och kemins begrepp för att kunna beskriva och förklara samband inom respektive ämne (Skolverket, 2018, s. 165, 175, 186). Förmågan att använda biologins, fysikens och kemins begrepp ska ses som en progression. I de tidigare årskurserna ska eleverna kunna beskriva naturvetenskapliga fenomen utifrån egna erfarenheter medan det i de högre årskurserna finns högre krav på att eleverna använder sig av de naturvetenskapliga begreppen vid förklaringar av naturvetenskapliga fenomen. Detta gäller även för de högre betygsnivåerna (Skolverket, 2017a, s. 32, 2017b, s. 33, 2017c, s. 31).
För kunskapskraven används samma formulering i alla tre kursplaner rörande användningen av respektive ämnes begrepp. För betyg E i slutet av årskurs 6 ska eleven till viss del kunna använda biologins, fysikens och kemins begrepp för att kunna förklara fenomen och sammanhang tillhörande respektive ämne (Skolverket, 2018, s. 169, 180, 190). För de högre betygen C och A används samma formulering men viss har ersatts med relativt god respektive god användning av begreppen.
Undersökande arbetssätt i styrdokumenten för NO-undervisningen
Sedan införandet av den nioåriga obligatoriska grundskolan år 1962 har fem olika läroplaner verkat som styrdokument för skolan. Det som lagt grund för de förändringar som gjorts i läroplanerna är de samhälleliga och politiska förändringar som skett under
3
denna tidsperiod. De ändringar som gjorts i läroplanerna kring det som berör den naturvetenskapliga verksamheten har Johansson och Wickman (2012, s. 197) analyserat i en studie. Studiens syfte var att belysa vilka förändringar som skett i läroplanerna avseende riktlinjerna för vad elever ska lära sig om inom naturvetenskapen. Resultatet visar att de tidigare läroplanerna inte framhåller att eleverna ska lära sig att formulera problem eller frågeställningar i samband med att de arbetar med undersökande arbetssätt. I de senare läroplanerna ligger däremot en större vikt vid att eleverna ska kunna ställa frågor och planera och genomföra naturvetenskapliga undersökningar (Johansson & Wickman, 2012, s. 205). Studien visar också att det i senare läroplaner läggs större vikt vid att eleverna själva ska vara med och skapa och tolka naturvetenskapliga undersökningar och dess resultat, medan eleverna i de tidigare läroplanerna skulle göra undersökningar utifrån givna instruktioner (Johansson & Wickman, 2012, s. 209). Enligt de styrdokument som idag gäller för den svenska grundskolan ska skolan ”stimulera elevernas kreativitet, nyfikenhet och självförtroende samt deras vilja att pröva och omsätta idéer i handling och lösa problem” (Skolverket, 2018, s. 7). I samtliga kursplaner som berör de naturorienterande ämnena (biologi, fysik, kemi) framgår det att eleverna genom undersökande arbete och systematiska undersökningar ska utveckla färdigheter i att söka svar på frågor och hantera olika typer av utrustning (Skolverket, 2018, s. 164, 174, 185). I kommentarmaterialen till samtliga kursplaner beskrivs att det alltid funnits en drivkraft hos människan att söka kunskap om naturfenomen och detta gestaltas i syftesbeskrivningen där det beskrivs att undervisningen ska syfta till att skapa intresse och nyfikenhet inför ämnet (Skolverket, 2017a, s. 5; 2017b, s. 5; 2017c, s. 5). För att ge eleverna förutsättningar att söka svar på frågor och funderingar ska de arbeta med systematiska undersökningar och detta ska ske genom att eleverna får arbeta praktiskt på ett undersökande sätt (Skolverket, 2018, s. 164, 174, 185). Skolverket (2017a, s. 6; 2017b, s. 6; 2017c, s. 6) menar att ”med ett undersökande arbetssätt kan eleverna dels lära sig hur man tar reda på saker, dels få insikter i biologins/fysikens/kemins möjligheter och begränsningar när det gäller att behandla och förklara olika frågor”. Att kunna genomföra systematiska undersökningar är också något som skrivs fram i samtliga kursplaner och förklaras som en förmåga eleverna ska ges förutsättning att utveckla (Skolverket, 2018, s. 165, 175, 186). Denna förmåga skall ses som ett långsiktigt mål som eleverna utvecklar under hela grundskolan. Förmågan utgör också grund för de kunskapskrav som skrivs fram i läroplanen (Skolverket, 2017b, s. 9).
Även om kursplanerna i biologi, fysik och kemi med respektive kommentarmaterial i stort är mycket lika finns skillnader i vilka begrepp som används för att skriva om hur det undersökande arbetssättet ska genomföras. I det centrala innehållet för samtliga kursplaner belyses biologins/fysikens/kemins metoder och arbetssätt. Inom kemin och fysiken ska undervisningen behandla ”enkla systematiska undersökningar. Planering, utförande och utvärdering” (Skolverket, 2018, s. 177, 188) medan undervisningen i biologi ska behandla ”enkla fältstudier och experiment. Planering, utförande och utvärdering” (Skolverket, 2018, s. 167). I kommentarmaterialen för respektive ämnen finns en utförligare förklaring där exempel ges på hur undersökningarna kan utformas
4
ämnesspecifikt (Skolverket, 2017a; 2017b; 2017c). Gemensamt för samtliga kursplaner är att undervisningen ska behandla planering, utförande och utvärdering av naturvetenskapliga undersökningar.
Läroplanens kunskapskrav är formulerade utifrån de förmågor (beskrivna i syftesdelen) som eleverna ska få möjlighet att utveckla under undervisningen (Skolverket, 2017a, s. 29). Skolans arbete med undersökande arbetssätt kopplar bland annat till förmågan att kunna genomföra systematiska undersökningar. För betyg E i slutet av årskurs 6 i fysik och kemi beskrivs kopplat till detta förmågemål att: ”Eleven kan genomföra enkla undersökningar utifrån givna planeringar och även bidra till att formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån.” (Skolverket, 2018, s. 180, s. 190). I kunskapskraven för biologi för betyg E i slutet av årskurs 6 används samma formulering som ovan, dock har ”genomföra enkla fältstudier” lagts till (Skolverket, 2018, s. 169). För betyg C i samtliga naturorienterande ämnen behöver eleven kunna ”formulera enkla frågeställningar och planeringar som det efter någon
bearbetning går att arbeta systematiskt utifrån” (Skolverket, 2018, s. 170, 180, 191). För
det högsta betyget A har formuleringen ”efter någon bearbetning” tagits bort och eleven ska alltså då kunna planera undersökningar som det går att arbeta systematiskt utifrån (Skolverket, 2018, s. 170, s. 181, s. 192).
Centrala begrepp
Nedan följer en beskrivning av arbetets centrala begrepp där det redogörs för hur tidigare forskning definierar de centrala begreppen samt hur de används i detta arbete.
Begreppsförtrogenhet
Språket använder människan för att kommunicera och skapa mening vilket innebär att förståelse för ord inom olika områden behövs för att kunna uppnå en okomplicerad kommunikation. Inom det naturvetenskapliga området ligger det en stor utmaning i detta då det naturvetenskapliga språket innefattar många ord och begrepp som i vardagliga och naturvetenskapliga sammanhang har olika betydelse (Skolverket, 2012, s. 84; Gunnarsson, 2008, s. 192; Wellington & Osborne, 2001, s. 5). Nationalencyklopedin (2019) beskriver ordet begrepp som ”det abstrakta innehållet hos en språklig term till skillnad från dels termen själv, dels de (konkreta eller abstrakta) objekt som termen betecknar eller appliceras på”. Att ha en förtrogenhet menar Nationalencyklopedin är att ha ”god kännedom om något”. Denna studie handlar om lärares syn på begreppsförtrogenhet och hur de arbetar för att eleverna ska utveckla förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp. Att ha förtrogenhet för begrepp kommer i detta arbete syfta till beskrivningarna ovan från Nationalencyklopedin. Förtrogenhet för begrepp och begreppsförtrogenhet kommer att användas synonymt.
Undersökande arbetssätt
Då det står i kursplanerna för biologi, fysik och kemi att ett undersökande arbetssätt skall användas i undervisningen är det för studien relevant att studera hur Skolverket själva definierar begreppet undersökande arbetssätt. Skolverket (2015, s. 1) har tagit fram en
5
modul inom Läslyftet som kallas ”Främja elevers lärande i NO”. Modulen har tagits fram för att ge stöd i lärarnas arbete att skapa förståelse och kunskap kring hur viktigt språket är för lärandet inom de naturvetenskapliga ämnena. I del 6 av modulen finns en artikel skriven av Christensson, Eriksson och Lundh där begreppet undersökande arbetssätt definieras, vad det finns för fördelar med undersökande arbetssätt och hur undersökande arbetssätt kan stödja språkutvecklingen. Christensson, Eriksson och Lundh (2015, s. 1) förklarar undersökande arbetssätt utifrån tre aspekter: ”som undervisningsmetod, lärande genom undersökande arbete och undersökande arbete i förhållande till naturvetenskapens metoder och sätt att arbeta”.
När undersökande arbetssätt ses som undervisningsmetod handlar det om att eleverna ska tillägna sig kunskaper om naturvetenskapens karaktär och hur till exempel forskare arbetar på ett naturvetenskapligt sätt. Det finns ingen mall för hur undervisningen ska läggas upp för att anses som undersökande, den varierar i sin utformning (Christensson, Eriksson & Lundh, 2015, s. 1-2). Det undersökande arbetet bör beskrivas som en process som innefattar olika steg. Processen börjar med att eleven blir nyfiken på något som hen vill ta reda på mer om och mynnar ut i att eleven har undersökt sin fråga och fått fram ett resultat. En modell har tagits fram för att beskriva det undersökande arbetssättet som undervisningsmetod (Christensson, Eriksson & Lundh, 2015, figur 1).
Figur 1.Arbetsmodell för undersökande arbetssätt [Hämtad från Christensson, Eriksson & Lundh 2015, s. 3]
Christensson, Eriksson och Lundh (2015, s. 3) beskriver att lärandet genom undersökande arbetssätt handlar om att söka svar som passar de frågor som uppstår hos eleverna. Fokus läggs alltså nödvändigtvis inte på att hitta de korrekta svaren till olika undersökningar utan mer att söka ett svar som skulle kunna tänkas vara lämpligt för undersökningen. Ibland likställs undersökande arbete med praktiskt arbete vilket ger en missvisande bild över det undersökande arbetssättet då det innefattar förmågor som att kunna planera och reflektera (Christensson, Eriksson & Lundh, 2015, s. 3). Beroende på hur lärare väljer att lägga upp undervisningen kan denna anses ha en högre eller lägre grad av undersökande arbete. En undersökning där frågeställningen är given, materialet förutbestämt och ett förväntat resultat finns skulle anses ha en lägre grad av undersökande arbetssätt i
1. Formulera frågor.
2. Skriv vad du vet nu.
3. Ta reda på, designa en undersökning 4. Skriv ner dina
resultat. 5. Reflektera över
dina resultat. 6. Kommunicera, berätta för andra.
6
jämförelse med en undersökning där frågorna är öppna, det finns valmöjligheter av material och det finns varierande resultat (Christensson, Eriksson & Lundh, 2015, s. 3). Ett undersökande arbetssätt kan definieras dels som ett arbetssätt men också som ett kunskapsinnehåll (Ekborg, Ideland, Lindahl, Malmberg, Ottander & Rosberg, 2012, s. 103). I sin helhet handlar undersökande arbete om att eleverna ska tillägna sig kunskaper och få redskap i hur undersökningar kan formuleras och genomföras när det inte finns något i förväg förväntat resultat (Ekborg m.fl., 2012, s. 105). Begreppet undersökande arbetssätt kan alltså definieras på olika sätt. Att det handlar om planering, genomförande och utvärdering är dock gemensamt för beskrivningarna ovan, inklusive läroplanens beskrivning. Planering, genomförande och utvärdering är också i detta arbete vad undersökande arbete kommer att innebära. Undersökande arbete kommer även att användas synonymt med systematiska undersökningar och utforskande arbete.
Forskningsbakgrund
Nedan följer en redogörelse över tidigare forskningsresultat som ligger till grund för arbetet. Då undersökande arbetssätt och lärande av begrepp inom de naturvetenskapliga ämnena är väl utforskat har en avgränsning gjorts när litteratur har valts ut. Vid sökning av tidigare forskningsresultat har fokus lagts på att hitta forskning som är publicerad från år 2000 och framåt.
Naturvetenskapligt språk och lärande av naturvetenskapliga begrepp
Ett stort hinder i lärandet av naturvetenskap ligger i att lära sig det naturvetenskapliga språket (Wellington & Osborne, 2001, s. 1). När begrepp har olika betydelse i olika sammanhang kan det skapa förvirring. Om en elev möter ett begrepp i ett naturvetenskapligt sammanhang som har en annan betydelse i ett vardagligt sammanhang behöver eleven få kunskap om hur begreppet kan fungera i de skilda kontexterna. Om detta faktum bortses ifrån av lärare kan det leda till att eleven hämmas i det önskade lärandet på grund av brister i förståelsen av språket (Gunnarsson, 2008, s. 192; Österlind, 2005, s. 904).
Elever är i behov av att kunna använda vissa naturvetenskapliga begrepp för att kunna genomföra moment i undervisningen och kunna skapa mening kring det naturvetenskapliga innehållet (Gunnarsson, 2008, s. 181). Gunnarsson (2008, s.4) har i sin studie undersökt hur elever möter det naturvetenskapliga språket i laborativ klassrumsverksamhet, detta genom att observera elever och intervjua lärare. Resultatet av hennes studie visar att elever använder egna termer för beskrivningar inom naturvetenskapen när de inte känner till de begrepp som är relevanta för området. Hon ger exempel på två elever som har till uppgift att benämna symboler i ett kopplingsschema. Eftersom eleverna inte är bekanta med de naturvetenskapliga termerna för symbolerna benämns de obekanta symbolerna med egna termer, ofta baserat på symbolens utseende eller funktion (Gunnarsson, 2008, s. 180-181). Då begreppen inte blir introducerade för eleverna varken i instruktionen till uppgiften eller av läraren själv uttrycks heller inget behov från eleverna av att använda de naturvetenskapliga begreppen
7
som hör området till. Detta indikerar att läraren har en viktig roll i att introducera nya begrepp för eleverna för att de ska ha möjlighet att lära sig nya begrepp och kunna skapa mening kring dessa (Gunnarsson, 2008, s. 181-182). Österlind (2005, s. 906) belyser å andra sidan att det är av vikt att lärare inte antar att elever kan förstå och skapa mening kring ett begrepp bara för att det har tagits upp i undervisningen. Resultatet av hennes studie visar exempel på hur lärare undervisade under antagandet att eleverna förstod begreppen på samma sätt som läraren gjorde så länge de tagits upp i undervisningen. Detta faktum kan få en avgörande roll i elevernas lärande av naturvetenskapliga begrepp då en stor svårighet för undervisningen ligger i att kunna skapa mening kring begrepps betydelse i olika sammanhang (Österlind, 2005, s. 906-907). Begrepp får sin mening när de sätts i relation till ett givet sammanhang och elever måste därför ges möjlighet att få förklarningar på begrepp i olika sammanhang för att kunna skapa mening kring dem (Österlind, 2005, s. 905-906).
Naturvetenskapliga begrepp används sällan av elever när de inte läser instruktioner eller har erfarenhet av ett begrepp sedan tidigare (Gunnarsson, 2008, s. 178-196). Då de samtal som förs i klassrummet styrs av lärare får elever inte möjlighet att delta i samtal med naturvetenskapligt innehåll och därmed heller inte möjlighet att använda de naturvetenskapliga begreppen (Gunnarsson, 2008, s. 178). Resultatet av Nilssons (2005, s. 68) studie visar att när elever får möjlighet att genomföra experiment och diskutera de erhållna resultaten kan elever utveckla sin förtrogenhet till det naturvetenskapliga språket och få en djupare förståelse för naturvetenskapens fenomen. I sin studie har Nilsson (2005, s. 58) undersökt hur elever relaterar vardagserfarenheter till vetenskapliga begrepp när de diskuterar resultat av experiment i fysik genom att låta elever genomföra praktiska experiment på ett nöjesfält och diskutera dessa i grupper. Gruppdiskussionerna spelades in för att kunna analyseras. I samtalen relaterade eleverna ofta till vardagserfarenheter och genom samtalen kunde de pröva olika begrepp och därmed med hjälp av varandras erfarenheter utveckla djupare förståelse för fenomen och även skapa förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp (Nilsson, 2005, s. 66). Detta är också något som bekräftas av Löfgren, Schoultz, Johnsson, och Østergaard (2014, s. 143) som i en studie kommit fram till att diskussioner och sammanfattningar gör att elever kan utveckla förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp. De har i sin studie genomfört observationer och intervjuer för att undersöka hur eleverna engageras i naturvetenskapliga samtal vid arbete med NTA. De ger exempel på hur en lärare pratat med elever om fett och dess egenskaper genom att använda sig av elevernas egna vardagsexempel i stället för att prata om fett i kemiska termer (Löfgren m. fl., 2014, s. 136). I sådana fall är det elevernas tolkningar och tankar som ligger till grund för diskussionen och eleverna kan därigenom skapa helhet kring teorier och begrepp. De menar att eleverna tillägnar sig en del av kunskaperna kring naturvetenskapliga begrepp och fenomen i undervisningens praktiska moment och att eleverna sedan i sammanställningar och diskussioner kan skapa en helhetsförståelse för begrepp och fenomen (Löfgren m. fl., 2014, s. 143).
8
Undersökande arbetssätt
Johansson och Wickman (2013, s. 50) har genomfört en studie där lärares didaktiska val i den naturvetenskapliga undervisningen har analyserats och delats in i olika traditioner. Studien har fokuserat på hur lärare arbetar med undersökande arbetssätt i de naturorienterande ämnena. Vid analysen av det empiriska materialet kunde Johansson och Wickman (2013, s. 57) finna fyra olika traditioner: faktaorienterad, aktivitetsorienterad, samarbetsorienterad och kommunikationsorienterad. Inom den faktaorienterade
traditionen är det elevernas tillägnande av ämneskunskaper som är i fokus och det är av
vikt att eleverna delges färdiga instruktioner för att de i sina undersökningar ska komma fram till ett korrekt och förutbestämt svar (Johansson & Wickman, 2013, s. 57). De naturvetenskapliga undersökningar som eleverna utför inom den faktaorienterande traditionen handlar således om en lägre grad av frihet i utövandet då frågor, material och svar är givna på förhand. Inom den aktivitetsorienterande traditionen är det elevernas upplevelser av ämnet som står i fokus. Undervisningen anpassas för att eleverna ska finna den rolig och intressant då detta anses av lärarna som viktigt för att eleverna ska lyckas i sitt lärande (Johansson & Wickman, 2013, s. 58). Mindre fokus läggs vid ämnesinnehållet och inom det undersökande arbetet spelar elevers möjlighet att hitta det ”rätta” svaret en mindre roll i jämförelse med den faktaorienterande traditionen. I den
samarbetsorienterade traditionen läggs vikt vid elevens förmåga att kunna arbeta i grupp
och att det undersökande arbetet är mer självständigt och mindre lärarstyrt. Även här läggs det vikt vid att arbetet ska vara roligt och engagerande och det undersökande arbetet innefattar formulerande av förutsägelser i grupper varpå gruppen följer instruktioner och kommer fram till slutsatser (Johansson, 2012, s. 41). Att ett undersökande arbetssätt används för att skapa intresse och engagemang är något som även Högström, Ottander och Benckert (2010, s. 84) funnit i sin studie då lärare intervjuats om sina mål med laborativt arbete i naturvetenskaplig undervisning. Där ansåg de flesta lärare som deltog i studien att laborationerna syftar till att skapa intresse och motivation för ämnet. Inom den kommunikationsorienterande undervisningen är det kommunikationen mellan lärare och elev som av lärarna anses som viktig för att eleverna ska lyckas i sitt lärande. Att eleverna får möjlighet att diskutera sina resultat och få återkoppling samt att de naturvetenskapliga begreppen knyts till elevernas erfarenheter är centrala aspekter inom den kommunikationsorienterade traditionen (Johansson & Wickman, 2013, s. 60). Att använda ett undersökande arbetssätt i hög grad i undervisningen upplevs av vissa lärare som en svårighet, detta visar Högström m.fl. (2010, s. 80) genom en studie där mål och syften med laborativt arbete har undersökts ur lärares perspektiv. Resultatet visar att lärare upplever det som problematiskt att låta elever själva planerna och strukturera laborationer med förutsägelser, genomförande och resultat. Johansson och Wickman (2012, s. 209) menar att det gjorts en förskjutning rörande elevers planering och strukturering av undersökningar i de läroplaner som funnits sedan införandet av den obligatoriska grundskolan. Från att betoningen legat på att eleverna ska kunna genomföra undersökningar utifrån givna instruktioner till att det numer ligger på att eleverna ska kunna planera och genomföra egna undersökningar och värdera och tolka dess resultat. Även om läroplanerna framför att eleverna ska vara medskapare av undersökningar
9
förefaller undervisningen att fastna i en undervisningstradition likt den faktaorienterade (Johansson & Wickman, 2013, s. 57) när lärare upplever en avsaknad av relevanta undersökande aktiviteter (Lunde, Rundgren & Rundgren, 2015, s. 98). Lunde m. fl. (2015, s. 88) har genomfört en studie där syftet var att belysa hur en grupp lärare möter läroplanens krav på att elever ska involveras i undersökande arbete. Lärare som deltagit i studien beskriver hur de använder sig av styrda laborationer som utgångspunkt och sedan gör om dem till mer öppna laborationer för att eleverna ska få möjlighet att planera, genomföra och utvärdera (Lunde m. fl., 2015, s. 94). Problematiken häri ligger i att det redan finns ett givet svar och trots uppöppnandet av laborationen ges inte utrymme för någon variation i elevernas resultat vilket i sin tur leder till att diskussion och reflektion kring resultat och slutsatser uteblir (Lunde m.fl., 2015, s. 97). Å andra sidan menar Johansson och Wickman (2012, s. 209) att det i Lgr 11 skrivs fram att eleverna även ska kunna genomföra undersökningar efter givna planeringar. Detta indikerar en viss tillbakagång mot formuleringar jämfört med tidigare läroplaner.
Angående vad lärare har för mål när de arbetar med undersökande arbetssätt som undervisningsmetod så visar forskningen på olika resultat. Johansson (2012, s. 47) lyfter att det råder en skillnad i vad läroplanen säger att elever ska lära sig i naturvetenskap och vad de faktiskt blir erbjudna att lära sig i praktiken. De mål som betonas av lärarna i Johanssons studie är att eleverna ska lära sig göra naturvetenskapliga undersökningar. Mål som handlar om elevers lärande av naturvetenskapens begrepp och karaktär sätts i skuggan av ovanstående mål. Resultatet av studien som Högström m. fl. (2010, s. 84) genomfört visar däremot att lärares främsta mål är att elever ska lära sig om naturvetenskapliga fenomen, fakta och begrepp. Å andra sidan beskriver även lärarna i Högströms studie ett antal mål som har med färdigheter att genomföra undersökningar att göra. Johansson (2012, s. 53) påpekar att genomförandet av undersökande aktiviteter i sig inte leder till att elever tillägnar sig förståelse för naturvetenskapliga fenomen och begrepp. För att eleverna ska kunna tillägna sig dessa kunskaper behöver de få hjälp och vägledning i de undersökande aktiviteterna.
Teoretiska perspektiv
Nedan följer en redogörelse för de teoretiska perspektiv som studien vilar på. Pragmatismens företrädare John Deweys tankar om lärande presenteras i förhållande till undersökande arbetssätt. Då studien även handlar om lärande av begrepp kommer det sociokulturella perspektivet och Vygotskijs tankar om lärande också att presenteras.
Pragmatiskt lärande
Filosofen John Dewey ses som pragmatismens främsta företrädare och hans pedagogiska arbeten har haft stor inverkan på den svenska skolan (Dewey, 1980, s. 27). Learning by doing är ett uttryck som ofta kopplas till pragmatismen och anspelar på att ”människan är aktiv gentemot sin omvärld” (Dewey, 1980, s. 17). Dewey (1980, s. 17) menade att individer måste få möjlighet att pröva och experimentera för att utvecklas och att utbildningen måste ta sin utgångspunkt i elevernas intresse och aktivitet. Inom
10
pragmatismen ses inte teori och praktik som åtskilda utan de utgör varandras förutsättningar och Dewey (1980, s. 19) menade att gränsdragningarna som finns mellan teori och praktik måste suddas ut. Skolväsendet syftar till att elever ska lära sig om grundläggande demokratiska värden, inhämta och utveckla kunskaper inom olika ämnen och lära sig språk (Skolverket, 2018, s. 5, 7). Dewey (1980, s. 23) menade att tillägnandet av dessa kunskaper är en aktiv process som en individ deltar i igenom att manipulera, experimentera och observera omgivningen. Lärarens roll i denna process innebär således inte att överföra kunskaper och forma vanor hos individer utan snarare att verka som en vägledare och organisatör mellan individen och dess omgivning (Dewey, 1980, s. 50). Det pragmatiska perspektivet på lärande kan kopplas till det undersökande arbetssättet då det undersökande arbetssättet handlar om att utgå från elevers intresse och genom praktiskt arbete närma sig de teoretiska kunskaperna.
Sociokulturellt lärande
Lev Vygotskijs arbeten om utveckling, lärande och språk har lagt grunden för den sociokulturella teorin om lärande (Säljö, 2012, s. 185). I likhet med pragmatismen ses språket inom den sociokulturella teorin som det väsentligaste redskapet för en människa då det är kommunikation och språkliga begrepp som gör att människan kan förstå omvärlden (Säljö, 2012, s. 189-190). Användandet av redskap för att förstå och tolka omvärlden kallas inom den sociokulturella teorin om lärande för mediering och är ett av de mest centrala begreppen inom teorin (Säljö, 2014, s. 81). Mediering innebär att människan använder sig av fysiska och intellektuella redskap för att skapa en uppfattning om sin omvärld. Lärande kan därför inte förstås genom att analysera redskap och tänkande som separata utan måste förstås som en helhet (Säljö, 2014, s. 81).
Det viktigaste medierande redskapet en människa har är språket (Säljö, 2014, s. 82). Vygotskij menade att tanke och språk ligger nära varandra då det är kommunikationen som gör att en individ kan bli delaktig i ett samhälle samt förstå omvärlden och därigenom formas som människa. Det är således i interaktion med omgivningen som människan får möjlighet att formas och utvecklas mentalt (Säljö, 2012, s. 191; Jakobsson, 2012, s. 155). Säljö (2014, s. 91) exemplifierar hur människor genom språket kan förstå och tolka omvärlden på olika sätt trots att det skulle kunna hävdas att alla ser samma sak. En nybörjare och en mer erfaren som observerar en fotbollsmatch kommer att genom språket kunna göra olika tolkningar och ha olika förståelse då ”det som för en ovan betraktare framstår mest som ett monotont stereotypt sparkande och springande, innehåller för den som behärskar denna sociokulturella praktiks distinktioner och intellektuella redskap bekanta mönster och spännande moment som definierar fotbollens verksamhet” (Säljö, 2014, s. 91). Då studien syftar till att undersöka lärares syn på begreppsförtrogenhet är det relevant att även använda sig av det sociokulturella perspektivet på lärande. De uppfattningar som människan har kring sin omvärld blir möjliga att både utvecklas och bevaras med hjälp av språket och dess begrepp (Säljö. 2014, s. 92).
11
Syfte och frågeställningar
Nedan presenteras studiens syfte och de frågeställningar som utformats utifrån studiens syfte.
Syfte
Syftet med denna studie är att undersöka hur lärare i årskurs 4-6 ser på naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet. Studien syftar även till att undersöka hur lärare i årskurs 4-6 beskriver att de arbetar med undersökande arbetssätt för att erbjuda eleverna att utveckla förtrogenhet med naturvetenskapens begrepp.
Frågeställningar
- Vad beskriver lärare i årskurs 4-6 att det behövs i undervisningen för att elever ska utveckla förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp?
- Hur beskriver lärare i årskurs 4-6 att de arbetar med undersökande arbetssätt för att erbjuda eleverna att utveckla förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp?
Metod
I följande avsnitt beskrivs den metod som ligger till grund för insamlandet av studiens empiriska material. Begreppen reliabilitet, validitet, objektivitet och generaliserbarhet redogörs för och hur studien förhåller sig till dessa begrepp. Slutligen följer en beskrivning av de forskningsetiska aspekter som är relevanta för studien.
Val av metod
Vid kvantitativa metoder samlas data in som är mätbar i siffror och metoden kan med fördel användas när det är av vikt att studiens resultat kan generaliseras på stora grupper (Eliasson, 2006, s. 30). När syftet för en studie är att undersöka och skapa en djup förståelse för ett fenomen och det inte är av intresse kan kunna generalisera studiens resultat till en större grupp passar det att använda en kvalitativ metod (Eliasson, 2006, s. 27). Syftet med denna studie är att undersöka vad lärare beskriver att de tror behövs i undervisningen för att elever ska utveckla förtrogenhet för naturvetenskapens begrepp. Hur lärare beskriver att de arbetar med undersökande arbetssätt för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för naturvetenskapens begrepp utgör också en del av studiens syfte. Passande för studien är att använda en kvalitativ ansats då data som kommer att samlas in inte är mätbar utan syftar till att skapa en djup förståelse för en grupp människors uppfattning om något (Eliasson, 2006, s. 21).
Kvalitativa intervjuer
Kvalitativa studier ger forskaren större möjlighet att få en djupare förståelse för det som skall undersökas då ett intervjutillfälle är mer flexibelt än till exempel ett frågeformulär (Larsen, 2009, s. 27; Bell, 2006, s. 158). Vid ett intervjutillfälle har forskaren möjlighet att utveckla frågorna om det är några oklarheter, följdfrågor kan ställas och det valda ämnet kan utforskas grundligare (Larsen, 2009, s. 27; Bell, 2006, s. 158). Eventuella
12
bortfall minimeras även vid användande av kvalitativa metoder eftersom då det är svårare att avstå en intervju i jämförelse med till exempel ett frågeformulär (Larsen, 2009, s. 27). En viktig aspekt att ta i beaktning vid kvalitativa intervjuer är intervjueffekten. Med detta menas att den som intervjuas påverkas av intervjuaren eller metoden i sig och ger svar som inte är sanningsenliga (Larsen, 2009, s. 27).
En kvalitativ intervju kan liknas vid ett vardagligt samtal som håller sig till ett specifikt ämne (Kihlström, 2007a, s. 48). Skillnaden mellan en kvalitativ och kvantitativ intervju är att svaren på frågorna i den förstnämnda formuleras av informanten medan det i den sistnämnda ofta finns förbestämda svar att välja mellan (Larsen, 2009, s. 83). För den här studien efterfrågas lärares beskrivningar vilket gör att en kvalitativ intervju lämpar sig bäst. Viktigt att tänka på vid kvalitativa intervjuer är att inte låta sin egen förförståelse påverka intervjun och att inte heller ställa ledande frågor (Kihlström, 2007a, s. 48; Larsen, 2009, s. 87). En annan viktigt aspekt vid kvalitativa intervjuer är hur intervjun dokumenteras (Eliasson, 2006, s. 25). Kihlström (2007b, s. 232) nämner att om svaren under en intervju dokumenteras i skrift är det stor risk att missa viktiga svar från informanten. Intervjufrågorna kommer oftast inte heller med i dokumentationen när en intervju dokumenteras med skrift och forskaren kan då inte i efterhand undersöka om några ledande frågor ställts. Risken är också att svaret skrivs ned efter forskaren tolkning och inte vad som egentligen sades. För att fullt ut kunna fokusera på samtalet med informanten och säkerställa att ingen information försvinner kommer intervjuerna i den här studien att spelas in med hjälp av en mobiltelefon.
Kvalitativa intervjuer kan vara strukturerade på olika sätt: strukturerad, semistrukturerad samt ostrukturerad. För en strukturerad intervju används ett färdigt formulär med frågor i en viss ordningsföljd medan det i en ostrukturerad intervju inte finns färdigformulerade frågor (Larsen, 2009, s. 83). Vid semistrukturerade intervjuer används en intervjuguide med ett antal frågor som fungerar som en vägledning under intervjun. Detta för att kunna täck in de områden som behövs för att svara på studiens frågeställningar men ändå kunna gå in på djupet (Eliasson, 2006, s. 26). Larsen (2009, s. 84) påpekar att det är en fördel att använda sig av en viss struktur i en intervju om forskaren är oerfaren och har begränsat med tid. Intervjuerna i denna studie kommer att ha en semistrukturerad karaktär. Detta innebär att det kommer formuleras en intervjuguide för att säkerställa att data som behövs för att besvara studiens frågeställningar insamlas.
Reliabilitet, validitet, objektivitet och generaliserbarhet
Reliabilitet
Reliabilitet handlar om hur tillförlitlig en undersökning är och därmed vilken kvalitet mätinstrumenten i undersökningen håller (Larsen, 2009, s. 81; Stukát, 2011, s. 133). Genom att olika forskare genomför samma studie och påvisar samma resultat kan en hög reliabilitet säkerställas (Larsen, 2009, s. 81). Larsen (2009, s. 81) påpekar att hög reliabilitet när det handlar om kvalitativa studier kan vara svår att säkerställa då det i intervjuer kan vara många faktorer som påverkar de svar som informanterna ger. Även forskarens tolkning av informanternas utsagor kan uppfattas och tolkas olika av olika
13
forskare vilket gör att reliabiliteten blir lägre (Larsen, 2009, s. 81; Stukát, 2011, s. 134). Enligt Stukát (2011, s. 134) kan en mycket utförlig beskrivning av genomförandet av studien bidra till högre reliabilitet då det blir lätt för andra forskare att upprepa studien med exakthet. Därför har denna studies arbetsgång redovisats grundligt och med noggrannhet.
Validitet
Att samla in data som är relevant i förhållande till en undersöknings syfte och frågeställningar är att säkerställa en hög validitet (Larsen, 2009, s. 41). När det gäller kvalitativa intervjuer handlar det om att ställa de rätta frågorna för att få svar på undersökningens frågeställningar. I motsats till kvantitativa studier ger kvalitativa studier bättre möjligheter att uppnå en god validitet. Detta eftersom det i intervjuer går att revidera frågor under arbetets gång om det upptäcks att ytterligare något är relevant för undersökningens frågeställning (Larsen, 2009, s. 80-81). För att uppnå en god validitet i denna studie utformades alla intervjufrågor med utgångspunkt i studiens syfte och frågeställningar (Bilaga 2). För att ytterligare stärka validiteten informerades informanterna om studiens syfte och frågeställningar innan intervjuerna genomförs (Bilaga 1).
Objektivitet och generaliserbarhet
Som forskare är det viktigt att inse att det aldrig går att vara fullständigt objektiv då alla människor är färgade av erfarenheter, värderingar och attityder (Larsen, 2009, s. 15). Även om det är omöjligt att uppnå full objektivitet är det ändå viktigt att hela tiden ifrågasätta sig själv som forskare för att komma så nära det objektiva som möjligt (Bell, 2006, s. 167). För att i största möjliga mån nå objektivitet i denna studie har det i bakgrundsavsnittet presenterats forskning som belyser olika resultat kring studiens fokusområden. Under genomförandet strävades det hela tiden efter att ha ett objektivt förhållningssätt för att studien inte skulle bli påverkad av förförståelse eller att informanter och dess utsagor skulle bli färgade av olika faktorer.
Larsen (2009, s. 27) lyfter att en av nackdelarna med kvalitativa studier är att resultaten inte går att generalisera. Vid kvalitativa studier är relaterbarhet mer passande att diskutera. Relaterbarhet är en svagare form av generalisering och innebär att resultatet beskrivs så noga som möjligt för att kunna ställas i jämförelse med andras upplevelser (Stukát, 2011, s. 136). Detta har strävats efter i denna studie då resultatet har redovisats grundligt och med noggrannhet. Även urvalet är en faktor som kan påverka en studies generaliserbarhet (Stukát, 2011, s. 137). Deltagarna i denna studie kommer visserligen från olika delar av landet men utgör en mycket lite grupp i förhållande till landets alla lärare.
Etiska överväganden
Vid forskning är det viktigt att de individer som ingår i forskningen skyddas mot skada och kränkning (Vetenskapsrådet, 2017, s. 13). För att skydda de informanter som deltar i studien kommer individskyddskravets fyra huvudkrav att tas i beaktning
14
(Vetenskapsrådet, 2017, s. 13; Vetenskapsrådet, 2002, s. 6). Informationskravet innebär att ansvarig forskare måste informera undersökningsdeltagare om vad syftet med undersökningen är samt att deltagandet är frivilligt (Vetenskapsrådet, 2002, s. 7). Detta uppfylldes genom att ett informationsbrev skickades ut till informanterna med information om studiens syfte och deras deltagande. För att uppfylla samtyckeskravet ska forskaren försäkra sig om deltagares samtyckte till att delta i undersökningen (Vetenskapsrådet, 2002, s. 9). Deltagarna i denna studie lämnade samtycke muntligt men försäkrades om att de när de ville kunde avbryta deltagande utan vidare förklaring. Vidare nämner Vetenskapsrådet (2002, s. 12) konfidentialitetskravet som innebär att alla uppgifter som rör identifierbara personer eller grupper måste förvaras så att ingen obehörig kan ta del av dem. Uppgifter och data som inhämtades under denna studies arbetsgång förvarades så att enbart studenten hade tillgång till dessa och allt insamlat material kommer raderas när arbetet är godkänt. Slutligen nämner Vetenskaprådet (2002, s. 14) nyttjandekravet som innebär att personuppgifter enbart får användas till den avsedda forskningen. De uppgifter som samlats in har enbart använts till denna studie och raderades därefter.
Urval
Vid kvalitativa metoder används ett icke-sannolikhetsurval vilket innebär att deltagarna inte är slumpmässigt utvalda (Larsen, 2018, s. 124). Godtyckligt urval och urval genom självselektion är två typer av icke-sannolikhetsurval som använts i denna studie. Godtyckligt urval innebär att forskaren väljer ut informanter efter olika kriterier (Larsen, 2018, s. 125). De urvalskriterier som sattes upp för studien var att de som deltog skulle vara verksamma behöriga lärare i årskurs 4-6 som undervisar i de naturorienterande ämnena. Urval genom självselektion innebär att en grupp tillfrågas och informanterna anmäler sedan sitt intresse om att delta i studien (Larsen, 2018, s. 125). Vid en första sökning av informanter lades fokus på närliggande kommuner men på grund av bristen på informanter efterfrågades lärare från hela Sverige genom ett inlägg i ett online-forum för naturvetenskapslärare i grundskolan. De som kunde tänka sig att delta anmälde sitt intresse genom att kommentera inlägget och kontaktades sedan genom att ett privat meddelande skickades.
Tidsaspekten har varit avgörande vid beslut om hur många intervjuer som skulle genomföras för studien. Kvale och Brinkmann (2009, s. 130) påpekar att färre intervjuer ger mer tid åt ett noggrant analysarbete. Med hänsyn till detta samt den begränsade tiden beslutades att genomföra sex intervjuer.
Genomförande
För att hitta informanter till studien skickades mail ut till tio rektorer på olika skolor i närliggande kommuner. Mailet innehöll en kort beskrivning av studien, vilka lärare som efterfrågades samt ett bifogat informationsbrev (Bilaga 1). Av de tio mail som skickades ut mottogs ett svar vilket genererade en intervju. På grund av bristen av informanter beslutades att utnyttja möjligheten att genomföra möten online. För att komma i kontakt med eventuella informanter gjordes ett inlägg i ett online-forum för lärare i
15
naturorienterande ämnen. I inlägget gavs kort information om studiens syfte samt att det efterfrågades verksamma behöriga lärare som undervisar i årskurs 4-6 i naturorienterande ämnen. Informationsbrevet bifogades även i inlägget (Bilaga 1). De lärare som kunde tänka sig att delta i studien kunde kommentera inlägget för att visa sitt intresse. De som visade intresse för deltagande kontaktades sedan privat genom forumets direktmeddelande-funktion. Detta tillvägagångssätt genererade fem intervjuer.
För de intervjuer som genomfördes online användes olika typer av program beroende på vad som passade informanten. En av informanterna hade tillgång till Skype och intervjun genomfördes då via Skype, tre av intervjuerna genomfördes via Zoom och en intervju via Facebooks messenger-funktion. Gemensamt för samtliga var live-stream av bild och ljud. Innan samtliga intervjuer genomfördes skickades ytterligare information ut till deltagarna där det framgick vad som skulle komma att efterfrågas under intervjun (Bilaga 3). Deltagarna informerades också om att det var viktigt att ha en säker internetuppkoppling under intervjutillfället. Dator användes för att genomföra intervjuerna och ljudet spelades in med en mobiltelefon. Vid start av samtliga intervjuer efterfrågades informantens samtycke om att spela in ljudet från intervjun samt att information gavs om att informanten när som helst kunde avbryta deltagandet. Inga anteckningar fördes under intervjuerna för att kunna fokusera på samtalet med informanten och inte behöva pausa för att hinna med dokumentation. Online-intervjuerna pågick ca 20-40 minuter.
Den informant som visade intresse för att delta i studien genom de mail som skickades till rektorer i närliggande kommuner hörde av sig via mail. En passande tid bestämdes sedan för att genomföra intervjun. Informanten fick även ytterligare information om vad det var som skulle komma att efterfrågas under intervjun för att informanten skulle ha möjlighet att förbereda sig (Bilaga 3). Intervjun genomfördes på informantens arbetsplats och pågick i ca 30 minuter. Ljudet spelades in med en mobiltelefon. Innan ljudinspelningen startades efterfrågades informantens samtyckte till inspelning samt att information gavs att informanten när som helst kunde avbryta sitt deltagande.
Inför intervjuerna utformades en intervjuguide som användes under intervjuerna (Bilaga 2). De frågor som utformades till intervjuguiden tog utgångspunkt i studiens syfte och frågeställningar samt de teoretiska perspektiven som ligger till grund för studien. Frågorna i intervjuguiden hade en viss ordningsföljd för att säkerställa att båda frågeställningarna skulle kunna besvaras. Ordningsföljden följdes till viss del men berodde också på informanternas utsagor. I vissa fall ledde informanternas utsagor in på områden som var tänkta att beröras senare under intervjun, därmed följdes ordningen på frågorna i olika grad under de olika intervjuerna för att behålla känslan av ett vardagligt samtal.
Inspelningarna från samtliga intervjuer fördes över till en dator och raderades därefter från den mobil som använts vid inspelningarna. För att säkerställa deltagarnas anonymitet döptes ljudfilerna till bokstaven L som står för lärare samt en siffra för respektive ljudfil:
16
L1, L2, L3, L4, L5, L6 samt att alla deltagare i studien kommer att benämnas hon oavsett kön.
Databearbetning och analysmetod
Det vanligaste sättet att behandla data vid en kvalitativ studie är att göra en innehållsanalys (Larsen, 2018, s. 160). Att göra en innehållsanalys handlar om att bryta ner råmaterialet i olika teman på ett sätt där forskarens personliga värderingar har minsta möjliga påverkan på resultatet (Bryman, 2018, s. 358). Genom att insamlad data kodas och kategoriseras skapas en bild av vad som är relevant i förhållande till studiens syfte och det blir möjligt att finna samband och göra jämförelser (Larsen, 2018, s. 161). Efter samtliga genomförda intervjuer lyssnades respektive ljudfil igenom för att samtidigt transkriberas. Vid transkriberingen översattes talspråk till skriftspråk för att få ett bättre flyt i läsningen av transkripten. För att spara tid vid transkriberingen gjordes en datareducering där sådant som inte hade relevant koppling till studiens frågeställningar utelämnades (Larsen, 2009, 101). Samtliga transskript lästes sedan igenom för att skapa en överblick över materialet. För att få struktur i analysen beslutades att bearbeta en frågeställning i taget. Samtliga transskript skrevs ut och de utsagor som bidrog till svar på den valda frågeställningen överströks med färgpenna. De färgmarkerade citaten klipptes sedan ut och lästes igenom. Med studiens teoretiska ramverk som utgångspunkt delades sedan citaten in i olika kategorier. Citat som var av liknande karaktär lades i samma kategori. På så vis kunde citaten kategoriseras in i olika teman. De teman som urskildes byggde alltså på informanternas utsagor och dess likheter och skillnader. Samma procedur genomfördes sedan för den andra frågeställningen.
För att svara på studiens frågeställning om vad lärare beskriver att det behövs i undervisningen för att eleverna ska ha möjlighet att utveckla naturvetenskaplig begreppsförtrogenhet urskildes tre teman: Frekvent användande av naturvetenskapliga
begrepp, kombination av arbetssätt samt koppla begrepp till erfarenhet. För att svara på
studiens frågeställning om hur lärare arbetar med undersökande arbetssätt för att erbjuda eleverna att utveckla begreppsförtrogenhet urskildes tre teman: begreppsförtrogenhet
genom praktiska erfarenheter, koppling till elevers vardag samt självständigt utforskande av begrepp.
Resultat
Avsnittet inleds med att redogöra för de teman som identifierats vid analysarbetet av intervjuerna kopplat till studiens första frågeställning. Därefter följer en redogörelse av de teman som identifierats kopplat till studiens andra frågeställning. Avslutningsvis följer en sammanfattning av de beskrivna resultaten kopplat till studiens båda frågeställningar.
Vad krävs för att utveckla förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp?
Nedan presenteras tre olika teman som identifierats vid analys av de intervjuer som genomförts. Samtliga teman är kopplade till frågeställningen: Vad beskriver lärare i
17
årskurs 4-6 att det behövs i undervisningen för att eleverna ska utveckla förtrogenhet med naturvetenskapliga begreppen?
Frekvent användande av naturvetenskapliga begrepp
Det första temat och det som lärarna pratat om i stor utsträckning är vikten av att använda de naturvetenskapliga begreppen för att skapa förtrogenhet för dem. Fyra av de sex intervjuade lärarna ger var och en många exempel på vikten av detta. L4 berättar hur hon fått insikt om hur viktig denna aspekt är då de nationella proven i NO genomfördes. När resultaten på proven kom syntes det tydligt vilka begrepp hon själv slarvade med i NO-klassrummet. När de arbetade med området magnetism kunde hon slarva och säga röd och vit ände på magneten när de pratade om magnetens nord- och sydpol. Detta blev tydligt i elevernas resultat på de nationella proven. Läraren förklarar att det är mycket viktigt att som lärare själv använda begreppen på ett korrekt sätt och även att använda dem frekvent. Gör läraren det så kommer det leda till att eleverna också börjar använda begreppen och därmed skapa förtrogenhet för dem.
L1, L4 och L5 beskriver på liknande sätt hur de arbetar för att säkerställa att även eleverna använder de naturvetenskapliga begreppen. Alla tre ger exempel på hur de introducerar begrepp för eleverna som de vill att eleverna använder vid diskussioner och inlämningar för att eleverna ska öva på att använda begreppen. L1 beskriver det såhär:
Sen efter att de gjort det så pratar vi i helklass om deras tankar och idéer, då kan jag skriva upp på whiteboarden ett antal begrepp som jag vill att de ska använda i diskussionen. På så vis får dom öva på begreppen och på vilket språk som är lämpligt. (L1)
Även L5 ger ett liknande exempel som berättar att hon skriver upp olika naturvetenskapliga begrepp och dess definitioner på tavlan för att eleverna lätt ska ha tillgång till dem när de till exempel skriver laborationsrapporter.
Då skriver jag upp begreppen och dess definitioner på tavlan så att de kan titta på dem under tiden vi går igenom något område eller genomför en laboration. Då kan eleverna bara titta på tavlan och enkelt ha tillgång till begreppen när de behöver dem. (L5)
På så vis menar läraren att eleverna får öva på att använda de olika begreppen i ett sammanhang och därmed utveckla förtrogenhet för dem. L4 menar också att detta arbetssätt med fördel kan användas om eleverna vill nå högre betygsnivåer då eleverna får begrepp de kan använda för att förbättra sina laborationsrapporter och liknande. Sammanfattningsvis beskriver lärarna att det är viktigt att se till att de naturvetenskapliga begreppen används i undervisningen för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för dem. Att använda begreppen beskriver lärarna innebär att dels lärarna själva använder dem
18
frekvent och korrekt men också att eleverna tillåts pröva och använda begreppen för att utveckla förtrogenhet för dem.
Kombination av arbetssätt
Att använda sig av olika arbetssätt menar samtliga lärare är viktigt för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för de naturvetenskapliga begreppen. De förklarar att även om eleverna kan få en förståelse för ett naturvetenskapligt begrepp genom en erfarenhet behövs också den teoretiska definitionen av begreppet för att eleverna ska få en helhet kring begreppet. L1 påpekar att det är viktigt att läraren är medveten om att alla elever lär sig på olika sätt och vid olika åldrar. Hon menar att vissa elever endast får med sig den teoretiska delen av ett begrepp för att sedan i senare årskurser få en helhetsförståelse kring begreppet genom att exempelvis genomföra ett experiment och erhålla en erfarenhet kring det naturvetenskapliga fenomenet och dess tillhörande begrepp. Andra elever får med sig endast en erfarenhet för att sedan i de högre årskurserna kunna ta till sig den teoretiska biten och därmed erhålla en helhetsförståelse.
Lärarna belyser vikten av att eleverna får arbeta med de naturvetenskapliga begreppen på ett varierat sätt.
Jag tror att läraren först och främst måste förklara vad till exempel begreppet fotosyntes innebär för det är ingenting eleverna bara kan förstå utan någon förklaring. Jag tror att eleverna sedan behöver få rita, skriva, diskutera och repetera begreppet många gånger och över tid för att lära sig det. (L6)
L6 beskriver vidare att ett konkret exempel på att arbeta på olika sätt skulle kunna vara, om begreppet fotosyntes tas som exempel, att läraren först förklarar begreppet teoretiskt med till exempel en genomgång på tavlan. Efter detta får eleverna genom att sätta frön med olika förutsättningar skapa en erfarenhet kring begreppet. Eleverna får sedan rita upp fenomenet med bilder och pilar för att därefter skriva en faktatext. Genom att arbeta på det sättet menar lärarna att de olika strategierna att arbeta med teori, praktiskt arbete, ritande och skrivande alla samverkar och har en viktig del på vägen mot att utveckla förtrogenhet för ett naturvetenskapligt begrepp.
Koppla begrepp till erfarenhet
Samtliga lärare påpekar att det är viktigt att eleverna får möjlighet att koppla de naturvetenskapliga begreppen till en erfarenhet för att kunna utveckla förtrogenhet för dem. L6 uttrycker sig enligt följande:
Det är ju till exempel väldigt svårt att sitta och prata med barnen om friktion när de inte vet vad det är, det är ett ord som är jättesvårt. Men då kan de testa genom att gnugga händerna och känna värmen. I det här är det själva görandet och erfarenheten av begreppet som leder till förtrogenhet. (L6)
19
L6 beskriver vidare hur hon kunnat jämföra undervisningsmetoder och sett skillnad i hur eleverna tillägnar sig förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp. Under en period arbetade läraren med NTA-lådor i klassen vilket innebar att eleverna under i stort sett varje lektion fick genomföra någon typ av undersökande aktivitet. Genomförandet av dessa aktiviteter var kopplade till det teoretiska innehållet och gjorde att eleverna kunde få erfarenheter av de naturvetenskapliga fenomen som studerades. En annan period fanns inte tillgång till NTA-lådor vilket innebar att eleverna fick arbeta med läroböcker i större utsträckning. Undervisningen blev då mer av teoretisk karaktär och aktiviteter kopplade till de teoretiska innehållet fick mindre utrymme. Under den period läraren hade tillgång till NTA-lådor upplevde hon att eleverna hade bättre förutsättningar att skapa erfarenheter kring naturvetenskapliga fenomen i jämförelse med när läraren inte hade tillgång till dem. Detta menar hon också innebar att eleverna hade bättre förutsättningar att skapa förtrogenhet för de naturvetenskapliga begreppen då undervisningen var mer aktivitetsorienterad.
Att eleverna får möjlighet att koppla ihop de naturvetenskapliga begreppen med en erfarenhet beskriver lärarna alltså är en viktig del i att utveckla förtrogenhet för ett naturvetenskapligt begrepp. De menar att det inte räcker med enbart en teoretisk förståelse utan att eleverna måste ges möjlighet att få en erfarenhet kring begreppet för att kunna skapa sammanhang kring det och därmed utveckla förtrogenhet.
Skapa begreppsförtrogenhet genom undersökande arbete
Nedan presenteras tre olika teman som identifieras vid analys av de intervjuer som genomförts. Samtliga teman är kopplade till frågeställningen: Hur beskriver lärare i
årskurs 4-6 att de arbetar med undersökande arbetssätt för att erbjuda eleverna att utveckla förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp?
Begreppsförtrogenhet genom praktiska erfarenheter
Ett av de teman som identifierats i intervjuerna är utvecklande av förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp genom praktiska erfarenheter. Samtliga intervjuade lärare ger exempel på en eller flera situationer där de arbetat på sätt som gör att elever genom att göra något praktiskt närmar sig de begrepp som hör ämnesinnehållet till. De beskriver att när eleverna får möjlighet att undersöka och pröva resulterar det i en djupare förståelse jämfört med om eleverna endast blir matade med fakta. En av lärarna uttryckte enligt följande:
Alla begrepp och allting som man kan få en erfarenhet av ska man få en erfarenhet av. Alltifrån att luft faktiskt är någonting, till exempel genom att dra armen snabbt genom luften och upptäcka att det faktiskt är ett motstånd, till att se olika reaktioner, mäta och i varje fall där det är möjligt att kunna knyta det till erfarenheter. (L1)
L1 beskriver alltså att när eleverna får uppleva ett naturvetenskapligt fenomen genom att arbeta praktiskt och skapa en erfarenhet kring fenomenet har de möjlighet att närma sig förtrogenhet för de tillhörande naturvetenskapliga begreppen. I det här fallet ges exempel
20
på begreppet luftmotstånd. Hon menar att om eleven får dra armen genom luften, känna motståndet och därmed själv skapa en praktisk erfarenhet kommer eleven kunna närma sig en förtrogenhet med begreppet luftmotstånd. Liknande exempel ger också L5 som beskriver hur hon arbetat med elektricitet för att eleverna ska närma sig förtrogenhet med begreppen öppen och sluten krets. Här menar hon att många elever behöver få testa själva vad som fungerar för att en lampa ska lysa och därmed skapa en praktisk erfarenhet kring fenomenet och begreppen. L5 uttrycker sig såhär:
När vi arbetar med elektricitet och de ska lära sig det här med öppen och sluten krets och vad som krävs för att en lampa ska lysa blir det väldigt tydligt när de får testa och pröva (…) Det är ju en del elever som tänker att det räcker med en sladd till ett batteri för att lampan ska lysa, för de eleverna hade det ju inte räckt om jag bara hade haft en genomgång. De behöver känna, se och upptäcka för att förstå i de här åldrarna. (L5)
L3 belyser många gånger under intervjun hur viktigt det praktiska undersökande arbetet är för elevernas utvecklande av förtrogenhet med de naturvetenskapliga begreppen. Hon berättar om hur lärarna på hennes arbetsplats brukar arbeta för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för begrepp som friktion och kraft genom att anordna tävlingar där eleverna ska bygga en farkost som ska förflytta sig en så lång sträcka som möjligt. Eleverna blir gruppvis tilldelade materiel som de kan använda sig av, eleverna bygger sedan sina farkoster och tävlar. Resultatet av tävlingarna leder sedan till diskussioner om till exempel varför en farkost kom längre än den andra. På så vis menar hon att eleverna genom att skapa en praktisk erfarenhet kring friktion som fenomen också utvecklar en förtrogenhet för begreppet friktion.
Sammanfattningsvis beskriver detta tema hur lärarna arbetar med praktiska erfarenheter för att eleverna ska utveckla förtrogenhet för naturvetenskapliga begrepp. Lärarna genomför aktiviteter med eleverna där de får uppleva de naturvetenskapliga fenomenen, skapa en praktisk erfarenhet kring dem och därmed även skapa förtrogenhet för de tillhörande naturvetenskapliga begreppen som beskriver fenomenen.
Koppling till elevers vardag
Ett annat tema som identifierats är att lärare kopplar undervisningen till elevers vardag för att utveckla förtrogenhet med naturvetenskapliga begrepp. Tre av de sex intervjuade lärarna beskriver exempel där de arbetat undersökande och samtidigt kopplat erfarenheter och undersökningar till elevernas vardag. L3 beskriver hur de arbetat och gjort experiment kring vattnets olika faser och fasövergångar:
Vi såg film och bildspel och så kokade vi vatten i klassrummet och de fick rita och skriva hela förloppet och samtidigt fundera och undersöka vad det är som händer. Så relaterar jag till deras vardag och ställer frågor som till exempel ”hur ser det ut när ni duschat hemma?” och det har ju alla varit med om så nämner de kondens och på det viset närmar vi oss då begreppet kondensering. (L3.
